常用结构设计材料:
金属 材料 篇
金属材料:
1 1 、 08F: 冲压用沸腾钢板,强度低、硬度、塑性、韧性好,易于深冲、拉延、弯曲和焊接。
用途:主要用来制造冷冲压件,易于轧成薄板、薄带、冷变形材,冷拉钢丝。用于冲压件,压延机,各类不承受载荷的覆盖件,渗碳、渗氮,制作各类套筒、靠模、支架。
力学性能:
抗拉强度 σb:≥295MPa 屈服强度 σs :≥175MPa 伸长率 δ5 :≥35% 断面收缩率 ψ :≥60% 硬度 :≤131HB(未热处理)
2 2 、 10F: 冲压用沸腾钢板,优质碳素钢,钢强度不大,而塑性和韧性甚高,有良好的冲压、拉伸和弯曲性能,焊接性好。
用途:可作塑性好的零件:管子、垫片、心部强度要求不高的渗碳和氰化零件;套筒、短轴、离合器盘。
力学性能:
抗拉强度 σb:≥315MPa 屈服强度 σs :≥185MPa 伸长率 δ5 :≥33% 断面收缩率 ψ :≥55% 硬度 :≤137HB(未热处理)
3 3 、0 20 钢 钢: : 冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工,为了获得好的深冲压延性能板材应正火或高温回火。电弧焊和接触焊的焊接性能好。冷拔、切削加工性正火状态较退火状态好。
用途:受力不大而韧性要求较高的零件,如杠杆、轴套、螺钉、起重钩等。也可用于表面硬度高而心部强度要求不高的渗碳与氰化零件 力学性能:
抗拉强度 σb:≥410MPa 屈服强度 σs :≥245MPa 伸长率 δ5 :≥25% 断面收缩率 ψ :≥55% 硬度 :≤156HB(未热处理)
热处理:普通淬火硬度:30-35HRC。
4 4 、 Q235A :普通碳素结构钢又称作 A3 钢。韧性和塑性较好,有一定的伸长率,具有良好的焊接性能和热加工性能。
用途:一般在热轧状态下使用,用其轧制的型钢、钢筋、钢板、钢管可用于制造各种焊接结构件、桥梁及一些普通的机器零件,如螺栓、拉杆、铆钉、套环和连杆等。
力学性能:
抗拉强度 σb:
370-500MPa 屈服强度 σs :
235MPa 热处理:Q235 模具钢淬火规范:淬火温度为 950℃,盐浴炉加热,10%NaCl 盐水冷却淬火。
5 5 、5 35 钢 钢: : 有良好的塑性和中等强度,切削加工性较好,多在正火状态和调质状态下使用。焊接性能尚可,但焊前要预热,焊后要退火。一般不进行焊接。
用途:多用于制造轴类零件、杠杆、连杆、横梁、套筒、轮圈、垫圈以及螺钉、螺母、摩托车架等。
力学性能:
抗拉强度 σb:≥530(54)MPa 屈服强度 σs :≥315(32)MPa 伸长率 δ5 :≥20% 断面收缩率 ψ :≥45% 硬度 :≤197HB(未热处理)
热处理:普通淬火硬度:38-45HRC。
调质硬度:4-17 HRC
6 6 、5 45 钢 钢: : 常用中碳调质钢,强度较高,塑性和韧性尚好,切削性能良好。调制后有很好的综合力学性能。焊接性能差,但仍可焊接,焊前需预,热焊后需退火。水淬有形成裂纹的倾向,形状复杂的零件应在热水或油中淬火。
用途:轴类零件、齿轮、蜗杆、键、销等。
力学性能:
抗拉强度 σb:≥600MPa 屈服强度 σs :≥355MPa 伸长率 δ5 :≥16% 断面收缩率 ψ :≥40% 硬度 :≤229HB(未热处理)/197 HB(退火)
热处理:普通淬火硬度:55-58HRC。极值:62HRC
调质硬度:20-30 HRC
7 7 、 20Cr: 低淬透性渗碳钢。有较高的强度及淬透性,钢的冷应变塑性高,可在冷状态下拉丝;切削加工性在高温正火或调质状态下良好,但退火后较差;20Cr 为珠光体,焊接性较好,焊后一般不需热处理,但厚度大于 15mm 的零件在焊前需预热到 100~150℃,焊后也可不进行回火热处理。
用途:多用于制造心部强度要求较高,表面承受磨损、截面在 30mm 以下的或形状复杂而负荷不大的渗碳零件(油淬),如:机床变速箱齿轮、齿轮轴、凸轮、
蜗杆、活塞销、爪形离合器等;对热处理变形小和高耐磨性的零件,渗碳后应进行高频表面淬火,如模数小于 3 的齿轮、轴、花键轴等。此钢也可在调质状态下使用,用于制造工作速度较大并承受中等冲击负荷的零件,这种钢还可用作低碳马氏体淬火用钢,更进一步增加钢的屈服强度和抗拉强度(约增加 1.5~1.7 倍)。
力学性能:
抗拉强度 σb:≥835MPa 屈服强度 σs:≥540MPa 伸长率 δ5:≥10% 断面收缩率 ψ:≥40% 硬度 :≤179HB(退火-供货状态)
热处理:渗碳淬火硬度:
60-62HRC。
调质硬度:137-179 HB 8 8 、 40Cr :冷镦模具钢,中碳调质钢,调质处理后具有良好的综合力学性能,除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。在 550-570℃进行回火,具有最佳的综合力学性能。切削性能较好,良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。淬透性良好,切削加工性较好。
用途:轴类零件、连杆螺栓、齿轮、蜗杆等 力学性能:
抗拉强度 σb:≥980MPa 屈服强度 σs:≥785MPa 伸长率 δ5:≥9% 断面收缩率 ψ:≥45% 硬度 :≤207HB(退火-供货状态)
热处理:表面淬火硬度:52-60HRC。
调质硬度:32-36HRC。
9 9 、 65Mn :弹簧钢,热处理及冷拔硬化后,强度比较高,淬透性较好,具有一定的柔韧性和可塑性;
用途:弹垫、弹簧、板簧、发条等 力学性能:
抗拉强度 σb:≥980MPa 屈服强度 σs :≥785MPa 伸长率 δ10 :≥8% 断面收缩率 ψ :≥30% 硬度 :≤302HB(供货状态)
热处理:淬火硬度:55-60HRC。
10 、 GCr15 :最常用的高碳铬轴承钢。综合性能良好,经过淬火加低温回火后具有较高的硬度、均匀的组织、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。该钢冷加工
塑性中等,切削性能一般,焊接性能差,对形成白点敏感性能大,有回火脆性。
用途:轴承、轴承套圈、模具及其他高耐磨性、高弹性极限、高接触疲劳强度的零件。
力学性能:
抗拉强度 σb:861MPa 屈服强度 σs:518MPa 硬度 :179-207HB(供货状态)
热处理:油淬硬度:62-66HRC。
不锈钢 :一般是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢,而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。不锈钢是其表面形成的一层极薄而坚固细密的稳定的富铬氧化膜(防护膜),防止氧原子的继续渗入、继续氧化,而获得抗锈蚀的能力。一旦有某种原因,这种薄膜遭到了不断地破坏,空气或液体中氧原子就会不断渗入或金属中铁原子不断地析离出来,形成疏松的氧化铁,金属表面也就受到不断地锈蚀。
11 、4 304 不锈钢:业内也叫做 18/8 不锈钢(行业认为只要 Ni 含量大于 8%,Cr含量大于 18%,就可以认为是 304 不锈钢),具有耐高温(800 度),耐蚀性、耐热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象。加工性能好,韧性高。
用途:广泛使用于工业和家具、装饰、食品、医疗等行业。
力学性能:
抗拉强度 σb:≥520 MPa 条件屈服强度 σ0.2:≥205 MPa 伸长率 δ5:≥40% 断面收缩率 ψ:≥60% 硬度:≤187HBW;≤90HRB;≤200HV L 304L 与 与 4 304 不锈钢的比较:L 304L 比 比 4 304 含碳量低,焊接性能更好,塑性韧性更好。但强度稍低。
12 、6 316 不锈钢(00Cr17Ni12Mo2 ):因添加 Mo 元素,使其耐蚀性、和高温强度有较大的提高,耐腐蚀能力更强,尤其耐氯化物腐蚀能力较 304 出色,更耐海水和化工侵蚀。
更耐高温(1200-1300 度)具有好的耐氧化性,可在苛酷的条件下使用。具有良好的焊接性能。可采用所有标准的焊接方法进行焊接。焊接时可根据用途,分别采用 316Cb、316L 或 309Cb 不锈钢填料棒或焊条进行焊接。为获得最佳的耐腐蚀性能,316 不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。如果使用 316L不锈钢,不需要进行焊后退火处理。
用途:主要用于食品工业、制药行业和外科手术器材,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。较 其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。
力学性能:
抗拉强度 σb:≥520 MPa 条件屈服强度 σ0.2:≥205 MPa 伸长率 δ5:≥40% 断面收缩率 ψ:≥60% 硬度:≤187HBS;≤90HRB;≤200HV 316L( (00Cr17Ni12Mo2 )与 6 316 不锈钢的比较:L 316L 比 比 6 316 含碳量低,焊接性能更好,塑性韧性更好。但强度稍低。
4 304 与 与 6 316 不锈钢的的比较:6 316 因添加 o Mo 元素,使其耐蚀性、和耐高温性均有较大提高。比 4 304 不锈钢 ,在高温下更耐腐蚀。抗氯化物腐蚀能力更强,更适合在海洋环境下使用。
13 、 201( (1Cr17Mn6Ni5N )不锈钢: :具有一定的耐酸、耐碱性能,密度高、抛光无气泡、无针孔等特点。缺点是:铬含量与镍含量达不到平衡而形成了铁素体,为此,200 系列不锈钢中的铬含量降到 15%~16%,某些情况下降到了13%~14%,其耐腐蚀性是不能与 304 和其他类似的钢相比的此外,在沉积区和缝隙的腐蚀部位常见的酸性条件下,锰和有些情况下铜降低了再钝化的作用。200 系列钢在这些条件下的毁坏速度大约是 304 不锈钢的 10-100 倍。
用途:是各种表壳、表带底盖优质材料等。主要用于做装饰管、工业管、一些浅拉伸的制品。
力学性能(退火):
抗拉强度 σb:805 MPa 条件屈服强度 σ0.2:385 MPa 201( (1Cr17Mn6Ni5N )不锈钢与 304( (00Cr19Ni10 )不锈钢的比较:1 201 不锈钢碳含量比 4 304 高,强度硬度比 4 304 高,塑性韧性较差,但铬镍含量较 304低,所以耐腐蚀性比 4 304 差很多。
14 、 301( (12Cr17Ni7 )不锈钢:亚稳奥氏体不锈钢,在充分固溶的条件下,具有完全奥氏体组织。在奥氏体不锈钢中,301 是最易冷变形强化的钢种,通过冷变形加工可使钢的强度、硬度提高,并且保留足够的塑、韧性,加之此钢在大气条件下具有良好的耐锈性,但在还原性介质耐蚀性欠佳,在酸碱盐等化工介质耐蚀性较差,因此不推荐用于腐蚀苛刻的环境。
用途:用于以冷加工状态应用于承受较高负荷,又希望减轻装备重量和不生锈的设备部件。此外,此钢在受外力撞击时易产生加工硬化可吸收更多的撞击能量,对设备和人员将提供更可靠的安全保障。
力学性能:
抗拉强度 σb:770 MPa 条件屈服强度 σ0.2:280 MPa 301 ( 12Cr17Ni7 )不锈钢与 与 304( (00Cr19Ni10 )不锈钢的比较:
304 是一种通用性的不锈钢,广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件。4 304 相当于我国的 06Cr19Ni10 (0Cr18Ni9) 不锈钢。4 304 含铬 18% ,含镍 8% 。
1 301 是得到最广泛应用的不锈钢、耐热钢。用于食品生产设备、化工设备、核能等4 . 304 不锈钢化学成份规格
C Si Mn P S Cr Ni (镍)
MoSUS431 ≤ 0.08 ≤ 1.00 ≤ 2.00 ≤ 0.05 ≤ 0.03 18.00- - 20.00 8.25~10.50 - -4 304 就是 0Cr18Ni9 。
301(17Cr- - 7Ni- - 碳) ) 材质:与 4 304 钢比, ,
Cr 、i Ni 含量少,冷加工时抗拉强度和硬度增高,无磁性,但冷加工后有磁性。用途:列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、弹簧、筛网
15 、3 6063 铝合金:常用挤压材料,主要合金元素为镁与硅,具有加工性能极佳、优良的可焊接性、挤出性及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性,易于抛光、上色膜,阳极氧化效果优良,是典型的挤压合金。6063 铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后,表面华丽的色泽等诸多优点。
用途:广泛应用于建筑型材、灌溉管材、供车辆、台架、家具、升降机、栅栏等用的管、棒、型材。
力学性能:
抗拉强度 σb:≥205MPa 条件屈服强度 σ0.2:≥170MPa 伸长率 δ5:≥9% 17 、1 6061 铝合金: :具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。
力学性能:
用途:代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域,也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC 板焊锡载具等等。
力学性能:
抗拉强度 σb:
205MPa 条件屈服强度 σ:55.2MPa 压铸铝合金:
低熔点共晶组织,流动性好,适于铸造但不适于压力加工。
18 、 YZALSi2 ( YL102 ):流动性强,铸造性能好,但有集中缩孔,吸气性差需变质处理,耐蚀性焊接性好可切削性差,不能热处理强化,强度不高,耐热性较低。
用途:适于铸造形状复杂,耐蚀性和气密性高,承受较低载荷不高于 200℃的薄壁零件。如仪表壳罩、盖、船舶零件等。
力学性能:
抗拉强度 σb:220MPa 伸长率 δ:2% 硬度:60HBS 19 、 YZALSi10Mg ( YL104 ):具有良好的室温力学性能,可在较高温度下工作.该合金的铸造性能优良,流动性好抗热裂倾向和气密性均很好,线收缩小;但形成针孔的倾向较大.合金的耐蚀性好,切削加工性和焊接性一般. 力学性能:
抗拉强度 σb:220MPa 伸长率 δ:2% 硬度:70HBS 20 、 YZALSi2Cu2 ( YL108 ):密度小,热膨胀系数小,热导率高,耐热性好,铸造工艺性能优良,气密性高,线收缩率小,可得到尺寸精确的铸件无热裂倾向,强度高,耐磨性好,需变质处理。
用途:常用的活塞铝合金。用于铸造汽车拖拉机的活塞和其他工作温度低于250℃的零件 力学性能:
抗拉强度 σb:240MPa 伸长率 δ:1% 硬度:90HBS 压铸锌合金 :
以锌为基加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等。锌合金熔点低,流动性好,易熔焊,钎焊和塑性加工,在大气中耐腐蚀,残废料便于回收和重熔;但蠕变强度低,易发生自然时效引起尺寸变化。熔融法制备,压铸或压力加工成材。按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金。
用途:压铸锌合金的主要添加元素有铝, , 铜和镁等. . 锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类. . 铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好, , 适用于压铸仪表, , 汽车零件外壳等。
21 、 ZZnAl4Y ( YX040 ):
用途:用于压铸较大铸件及仪表、汽车零件外壳。
力学性能:
抗拉强度 σb:250MPa 伸长率 δ:1% 硬度:80HBS 22 、 ZZnAl4Cu1Y ( YX041 ):
用途:广泛用于压铸零件用于形状复杂零件。
力学性能:
抗拉强度 σb:270MPa
伸长率 δ:2% 硬度:90HBS 22 、 ZZnAl4Cu3Y ( YX043 ):
用途:用于各种压铸件。
力学性能:
抗拉强度 σb:320MPa 伸长率 δ:2% 硬度:95HBS